國(guó)內(nèi)外高速公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)

　　公路養(yǎng)護(hù)和預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是當(dāng)前交通土建的必談話題，也是當(dāng)前交通土建領(lǐng)域的研究重點(diǎn)，本文結(jié)合國(guó)內(nèi)外養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)我國(guó)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的現(xiàn)存問(wèn)題進(jìn)行探討。

　　《中外公路》(曾用刊名：國(guó)外公路)，1976年創(chuàng)刊，是全國(guó)公路交通行業(yè)權(quán)威性期刊，發(fā)行量在公路系統(tǒng)報(bào)刊中居于前列。資訊刊不僅有效地吸引了全國(guó)近30個(gè)省市區(qū)數(shù)百家高速公路管理廳局、公司及上千家高速公路服務(wù)區(qū)的中高層經(jīng)營(yíng)管理者;以高速公路及服務(wù)區(qū)為服務(wù)對(duì)象的各行業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理人員;高速公路司乘人員、自駕游者等讀者群。

　　近年來(lái)，隨著通車(chē)?yán)锍毯褪褂媚晗薜牟粩嘣鲩L(zhǎng)，我國(guó)公路事業(yè)開(kāi)始從快速建設(shè)階段向養(yǎng)護(hù)管理階段過(guò)渡。瀝青混凝土路面是我國(guó)公路選用的主要路面結(jié)構(gòu)形式，但我國(guó)瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)早期損壞現(xiàn)象比較普遍，成為養(yǎng)護(hù)管理工作一個(gè)主要負(fù)擔(dān)。20世紀(jì)90年代中后期，我國(guó)逐漸引進(jìn)了“預(yù)防性養(yǎng)護(hù)”的理念和技術(shù)。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)在延緩瀝青路面使用性能惡化速率、延長(zhǎng)其使用壽命和節(jié)約壽命周期費(fèi)用方面具有重要意義。

　　國(guó)外研究現(xiàn)狀

　　國(guó)外自1932年第一條高速公路建成以來(lái)，尤其是以二戰(zhàn)期間的快速建設(shè)，國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)建立了相當(dāng)完善的高速公路體系，并且已經(jīng)進(jìn)入了維修養(yǎng)護(hù)時(shí)期，各種養(yǎng)護(hù)手段，技術(shù)已趨于成熟。

　　許多發(fā)達(dá)國(guó)家,如美國(guó)、法國(guó)、德國(guó)等國(guó)發(fā)現(xiàn)采取一系列低成本的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施可以延長(zhǎng)路面使用壽命,保持或改善路面使用性能,從而達(dá)到節(jié)省路面壽命周期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的目的。70年代初許多發(fā)達(dá)國(guó)家的公路網(wǎng)已經(jīng)基本建成，新建道路減少而現(xiàn)有的養(yǎng)護(hù)維修問(wèn)題日益突出，為了保護(hù)和改善現(xiàn)有道路的服務(wù)水平，每年需要耗費(fèi)大量資金在道路養(yǎng)護(hù)和維修，因而許多國(guó)家的公路管理部門(mén)開(kāi)始將注意力轉(zhuǎn)向?qū)ΜF(xiàn)有道路路面使用性能的分析研究，這些分析研究一般都包括路面使用性能的評(píng)價(jià)、性能指標(biāo)的預(yù)測(cè)和養(yǎng)護(hù)決策方案的制定，而這些思想和方法又大多數(shù)體現(xiàn)在各國(guó)建立的路面管理系統(tǒng)和路面養(yǎng)護(hù)維修系統(tǒng)中。

　　美國(guó)各州公路及運(yùn)輸工作者協(xié)會(huì)在1999年對(duì)41個(gè)運(yùn)輸部門(mén)進(jìn)行了調(diào)查，36個(gè)運(yùn)輸部門(mén)已經(jīng)制定了路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)計(jì)劃，兩個(gè)部門(mén)正在制定 PPM 計(jì)劃，41個(gè)運(yùn)輸部門(mén)都已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用各種路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施。到目前為止，除了美國(guó)開(kāi)始使用路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)外，南非廣泛使用了石屑封層，這項(xiàng)技術(shù)以用于日交通量在50000及以上的路面，其路面管理系統(tǒng)已經(jīng)證明表面封層對(duì)于維持路面壽命是一項(xiàng)有效的措施。在澳大利亞，石屑封層應(yīng)用得也很成功。加拿大在20年前就意識(shí)到路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的好處，早在70年代晚期安大略省運(yùn)輸部就系統(tǒng)得應(yīng)用預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的觀念世事了一個(gè)路面管理計(jì)劃。在80年代早期，渥太華的市政部門(mén)就意識(shí)到即使進(jìn)行路面養(yǎng)護(hù)的重要性。近年來(lái)，美國(guó)的公路管理部門(mén)，包括聯(lián)邦公路管理局(FHWA)，路面維護(hù)機(jī)構(gòu)(FP2)和美國(guó)各州公路工作者協(xié)會(huì)(AASHTO)聯(lián)合發(fā)起推動(dòng)實(shí)行路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)策略。為了推動(dòng)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，已經(jīng)在 6 各方面資助了50個(gè)研究資課題。FHWA、AASHTO和FP2已經(jīng)主辦國(guó)多次預(yù)防性養(yǎng)護(hù)專題討論會(huì)和論壇。為了解決預(yù)防性養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)問(wèn)題，F(xiàn)HWA 專門(mén)資助了專門(mén)的項(xiàng)目 NCHRPP14-14。同時(shí)，AASHTO、FP2 和 FHWA 用三年的時(shí)間另外再投資35萬(wàn)美元來(lái)支持預(yù)防性養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)選擇的研究項(xiàng)目。

　　在修補(bǔ)裂縫方面，美國(guó)科來(lái)福公司采用的補(bǔ)縫材料是一種密封膠。該密封膠屬于聚合物改性瀝青材料，外觀為固體狀，用紙箱包裝。該密封膠的品種有：路守福、保利福、蘇步福等型號(hào)，使用前需要加熱成液體。當(dāng)密封膠冷卻后，在常溫和低溫時(shí)均有較高的彈性，可隨著裂縫的漲縮發(fā)生彈性變形，始終保持其密封作用。用美國(guó)科來(lái)福公司的技術(shù)修補(bǔ)瀝青路面裂縫，需要兩臺(tái)專用設(shè)備，即路面開(kāi)槽機(jī)和路面灌縫機(jī)，設(shè)備較復(fù)雜，施工費(fèi)用較高。

　　纖維瀝青混凝土就是借鑒SMA混合料的形成機(jī)理，在普通瀝青混凝土中加大礦粉用量，適當(dāng)增加瀝青用量，然后添加適量的纖維穩(wěn)定劑，形成一種新型的、摻加纖維的瀝青混凝土。日本對(duì)普通密級(jí)配瀝青混合料、SMA混合料等進(jìn)行了摻加木質(zhì)纖維素0.5%的試驗(yàn)，結(jié)果表明：密級(jí)配瀝青混合料最佳瀝青用量提高了0.7個(gè)百分點(diǎn)，動(dòng)穩(wěn)定度提高了3.7倍，技術(shù)性能得到了很大的改善。SMA混合料最佳瀝青用量比普通密級(jí)配瀝青混合料提高了0.3個(gè)百分點(diǎn)，動(dòng)穩(wěn)定度高達(dá)691次/㎜。

　　目前公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)在我國(guó)還處于起步的初級(jí)階段，大多數(shù)省份雖然做了這方面的嘗試，但是技術(shù)還不夠成熟，在某些地區(qū)還沒(méi)有引起足夠重視。但是，隨著高速公路老化數(shù)量的加劇，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)作為一項(xiàng)非常重要的工作,必將引起我國(guó)高速公路管理部門(mén)的高度重視,也必將成為我國(guó)高速公路路面養(yǎng)護(hù)管理的發(fā)展方向。近年來(lái)，開(kāi)始對(duì)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的理念予以關(guān)注，開(kāi)始研究預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的施工技術(shù)，并在全國(guó)各地進(jìn)行了不同程度的嘗試，已取得了一定的實(shí)際效果。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)觀念和相關(guān)技術(shù)逐漸為廣大公路工程技術(shù)人員所了解和接受，我國(guó)路面養(yǎng)護(hù)的機(jī)械化程度不斷提高，新材料、新工藝、新機(jī)械不斷在養(yǎng)護(hù)工程中得到應(yīng)用，但總體上說(shuō)，對(duì)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的認(rèn)識(shí)仍處于初級(jí)階段。

　　華北高速在2000年開(kāi)始引入就地?zé)嵩偕夹g(shù);2001年以來(lái)，京津塘高速公路使用最多的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)是就地?zé)嵩偕夹g(shù)，幾年來(lái)，已累計(jì)維修路面136.9萬(wàn)平方米。

　　在技術(shù)理論方面，曹東偉等用有限元分析了舊水泥混凝土路面瀝青加鋪層的力學(xué)響應(yīng)。彭妙娟在假定半剛性基層中有一貫通整個(gè)厚度的裂紋以及其反射到面層兩種情況下，用有限元法分析了溫度和荷載共同作用下的應(yīng)力和裂紋尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子，估算了疲勞壽命，討論了開(kāi)裂機(jī)理。

　　在應(yīng)用方面，目前在秦皇島、國(guó)道105、遵義和阿克蘇公路等地都進(jìn)行了稀漿封層技術(shù)的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施，取得了良好的效果。目前，我國(guó)修補(bǔ)坑槽的技術(shù)主要有熱拌瀝青混合料、常溫?zé)徜仦r青混合料和低溫瀝青混合料。熱拌熱鋪瀝青混合料屬于傳統(tǒng)的修補(bǔ)坑槽技術(shù)。常溫瀝青混合料是相對(duì)熱瀝青混合料而言的，它是將級(jí)配礦料與乳化瀝青按照一定得比例拌合而成的一種材料，一般稱為乳液型常溫混合料。低溫瀝青混合料是由瀝青、級(jí)配礦料、溶劑按照一定的配合比拌合而成的材料，是為解決冬季瀝青路面養(yǎng)護(hù)問(wèn)題而開(kāi)發(fā)研制的低溫混合料。

　　雖然我國(guó)公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)有了一些進(jìn)步，但目前還存在一些問(wèn)題，這些問(wèn)題有：

　　1.沒(méi)有一個(gè)行之有效的系統(tǒng)來(lái)選擇恰當(dāng)?shù)穆访孢M(jìn)行養(yǎng)護(hù)。路面破壞種類、程度和范圍的調(diào)查是路面管理系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，同時(shí)也是預(yù)防性養(yǎng)護(hù)計(jì)劃的必要部分。對(duì)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)來(lái)說(shuō)，有必要識(shí)別具體的路況且找出需進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的早期信號(hào)。

　　2.在預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的時(shí)機(jī)上還缺乏成熟的經(jīng)驗(yàn)。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施必須在路面加速破壞前進(jìn)行，不能影響路面使用性能和期望壽命。。應(yīng)用預(yù)防性養(yǎng)護(hù)太晚會(huì)導(dǎo)致差的路面性能，太早應(yīng)用預(yù)防性養(yǎng)護(hù)又會(huì)引起別的路面問(wèn)題和資金浪費(fèi)

　　3.應(yīng)用于高速公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的措施還需要完善。選擇正確的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施包括以下四個(gè)過(guò)程：(1)制定可選措施;(2)對(duì)具體路段選擇合適的養(yǎng)護(hù)措施;(3)路網(wǎng)中需要進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的其他路段及其優(yōu)先度;(4)材料和施工方法的選擇。

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